Dc/dc升压变换模块和电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子技术领域，尤其涉及一种DC/DC升压变换模块和电路。
【背景技术】
[0002]如图1所示，为另一种常规的DC/DC升压变换电路，该变换电路把保护单元安装在升压变换电路的输出端，起着输出短路保护的作用，可参考专利申请号为201310381249.7的名称为《一种升压恒流电源输出短路的保护电路》的描述。但该专利中的电路只对输出短路进行保护，而不能对电路中的半导体开关管T短路失效后做进一步的系统保护。
[0003]针对上述问题，如图2所示，发明人在其发明专利(专利申请号为201410310186.0)中提出了一种DC/DC升压变换模块及电路，可对电路中的半导体开关管T短路失效后做进一步的系统保护。
[0004]经过探索和实践，发明人设计了另一种DC/DC升压变换模块及电路，同样可实现对电路中的半导体开关管T短路失效后做进一步的系统保护。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型实施例的目的在于提供一种新的DC/DC升压变换模块和电路，以解决开关管失效时无法对电路进行保护的问题。
[0006]本实用新型实施例是这样实现的，一种DC/DC升压变换模块，包括电感、开关管、二极管、电容和保护单元，输入电源的正极和输出的正极与保护单元的一端连接，保护单元的另一端与电容的一端及开关管的正极相连；电容的另一端连接输出的负极和二极管的阳极；电感的一端连接开关管的负极和二极管的阴极，另一端连接输入的负极。
[0007]进一步地，所述开关管为MOS管，所述开关管的正极为MOS管的D极，所述开关管的负极为MOS管的S极。
[0008]进一步地，所述开关管为绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述开关管的正极为IGBT的C极，所述开关管的负极为IGBT的E极。
[0009]进一步地，所述保护单元为自动保护器件。
[0010]进一步地，所述保护单元为开关器件。
[0011]进一步地，所述输入电源为至少一组光伏组件。
[0012]进一步地，所述输入电源为两组光伏组件。
[0013]本实用新型还提供一种DC/DC升压变换电路，所述装置包括至少两个DC/DC升压变换模块，所述DC/DC升压变换模块并联于输入电源和输出之间。
[0014]进一步地，所述DC/DC升压变换电路的输入电源为四组光伏组件。
[0015]本实用新型实施例提供了一种新的DC/DC升压变换模块和电路，把保护单元置于开关管和电容的正极汇合点处，并且把输入的正极接在保护单元与输出端正极之间。如此，正常工作时流过保护单元的电流If等于输入电流Iin减去输出电流1，一旦开关管短路失效后，电流If等于Iin，大于正常工作时的Iin-1o电流，可以断开保护单元，对电路和系统起到保护作用。
【附图说明】
[0016]图1是现有带输出熔断保护的DC/DC升压变换电路的电路图；
[0017]图2是发明人在先申请专利中的DC/DC升压变换电路的电路图；
[0018]图3是本实用新型实施例1提供的DC/DC升压变换模块的电路图；
[0019]图4是本实用新型实施例1提供的DC/DC升压变换模块在开关管闭合时的电流走向图；
[0020]图5是本实用新型实施例1提供的DC/DC升压变换模块在开关管断开时的电流走向图；
[0021]图6是本实用新型实施例1提供的DC/DC升压变换模块在开关管短路失效时的电流走向图；
[0022]图7是本实用新型实施例1提供的DC/DC升压变换模块在两组光伏电池作为输入时的电路图；
[0023]图8是本实用新型实施例2提供的DC/DC升压变换模块在四组光伏电池作为输入时的电路图；
[0024]图9是本实用新型实施例3提供的DC/DC升压变换模块的电路图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0026]实施例1
[0027]如图3所示，本实用新型实施例提出一种DC/DC升压变换模块，包括电感L2、开关管T2、二极管D2、电容C2和保护单元F2 (本实施例中采用熔断器)，输入电源的正极和输出的正极与保护单元F2的一端连接，保护单元F2的另一端与电容C2的一端及开关管T2的正极相连；电容C2的另一端连接输出的负极和二极管D2的阳极；电感L2的一端连接开关管T2的负极和二极管D2的阴极，另一端连接输入的负极。上述开关管T2可以是MOS管或IGBT,开关管为MOS管时，正极为MOS管的D极，负极为MOS管的S极；开关管为绝缘栅双极型晶体管IGBT时，正极为IGBT的C极，负极为IGBT的E极。
[0028]如图4所示，当开关管T2闭合时，输入电压加在电感L2两端，输入电流I in增大，该电流从输入电源Vin的正极依次流经熔断器F2、开关管T2和电感L2，并通过输入电源的负极返回到输入。同时二极管D2截止，电容C2放电，以维持负载R的供电，并使得输出电压Vo降低，该放电电流从电容C2的正极流出，通过输出的正极，依次流经熔断器F2、负载R到达输出的负极及电容C2的负极。在此阶段，流过熔断器F2的电流If包括两部分:一是电感L2的储能电流(即输入电流Iin)，另一个是电容C2的放电电流(即输出电流1)，两个电流方向相反，使得实际电流If = Iin-1o,比Iin更小。
[0029]如图5所示，当开关管T2断开时，电感L2的电流不能突变，通过二极管D2给电容C2和负载R供电。给电容C2供电的结果是使得输出电压Vo升高，输入电流Iin经过熔断器F2、电容C2、二极管D2、电感L2到达输入电源Vin的负极形成一回路。同时输入电流Lin从输入电源Vin的正极，经过输出的正极、负载R、输出的负极、二极管D2和电感L2，到达输入电源Vin的负极形成另一回路，实现负载R的供电。在此阶段，流过熔断器F2的电流If等于给电容C2充电的电流，该充电电流等于输入电流I in，减去负载R电流(也是输出电流1)，即实际电流If = Iin-1o,比Iin更小。
[0030]综上分析，在上述开关管T2正常工作的阶段，经过熔断器F2的电流If都是等于输入电流Iin减去输出电流Ιο。根据功率平衡的原则，1 = Vin*Iin/Vo，所以
[0031]If = Iin_Iin*Vin/Vo = Iin*(l-Vin/Vo)，
[0032]可以看出，如果不升压时，Vo = Vin, If = O ;如果升压比为一倍，则Vo = 2Vin，If=0.5Iin，即流过熔断器的电流只有输入电流的一半，电路可正常工作。
[0033]当开关管T2短路失效时，如图6所示，开关管T2 —直处于导通状态，且电容C2无法给负载R供电，即1为0，此时输入电流Iin从输入电源Vin的正极流经熔断器F2、开关管T2和电感L2，并通过输入电源的负极返回到输入，If = Iin0所以根据正常运行时If =Iin*(l